(57)【要約】【課題】内視鏡装置を大型化させることなく、先端部に配置される撮像素子から発せられる熱を伝達させることによって、撮像素子の冷却を行って熱蓄積を回避する。【解決手段】撮像素子と、撮像素子を内蔵する撮像素子内蔵管と、撮像素子及び撮像素子内蔵管に接触する伝熱部材と、撮像素子内蔵管内を封止し、かつ、撮像素子と接触する樹脂と、を有し、伝熱部材は、樹脂よりも高い熱伝導率を備える。伝熱部材は可撓性を有するシート状構造体であることが好ましい。【選択図】図２
2010022815.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像ユニットと、
前記撮像ユニットを内蔵する撮像素子内蔵管と、
前記撮像ユニット及び前記撮像素子内蔵管に接合する伝熱部材と、
前記撮像ユニットと接触しつつ前記撮像素子内蔵管内を封止する樹脂と、
を有し、
前記伝熱部材は、前記樹脂よりも高い熱伝導率を備えることを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２】
前記伝熱部材が可撓性を有するシート状構造体であることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項３】
前記伝熱部材が、ペルチェ素子と、可撓性を有するシート状構造体と、で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項４】
前記撮像素子内蔵管と、前記内視鏡装置において前記撮像素子内蔵管の径方向外側に位置する内視鏡部材と、が前記撮像素子内蔵管よりも熱伝導率の高い放熱部材に接合していることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の内視鏡装置。
【請求項５】
前記伝熱部材と前記放熱部材が、撮像素子内蔵管を介して、相互に対向していることを特徴とする請求項４に記載の内視鏡装置。
【請求項６】
前記撮像素子内蔵管の径方向外側に位置する前記内視鏡部材が送水管であることを特徴とする請求項４に記載の内視鏡装置。
【請求項７】
前記放熱部材が、ペルチェ素子と、可撓性を有するシート状構造体と、で構成されることを特徴とする請求項４に記載の内視鏡装置。
【請求項８】
前記伝熱部材は、前記撮像ユニットと接合するペルチェ素子と、前記ペルチェ素子の一端で接合し前記撮像素子内蔵管の径方向に延在する第一の伝熱部材と、を有し、
前記撮像素子内蔵管は、前記第一の伝熱部材の他端と内壁面で接合し、
前記樹脂は、前記撮像素子内蔵管内で前記撮像ユニット、前記ペルチェ素子、前記第一の伝熱部材を封止することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項９】
前記ペルチェ素子は、冷却面が前記撮像ユニットと接合し、放熱面が前記第一の伝熱部材の一端と接合していることを特徴とする請求項８に記載の内視鏡装置。
【請求項１０】
前記撮像素子内蔵管の外壁面と接合する熱交換機構を有することを特徴とする請求項８又は請求項９に記載の内視鏡装置。
【請求項１１】
一端が前記撮像素子内蔵管の外壁面と接合して前記撮像素子内蔵管の径方向に延在する第二の伝熱部材と、前記第二の伝熱部材の他端に接合する熱交換機構と、を有することを特徴とする請求項８又は請求項９に記載の内視鏡装置。
【請求項１２】
前記第一の伝熱部材及び前記第二の伝熱部材が可撓性を有することを特徴とする請求項８から請求項１１のいずれか１項に記載の内視鏡装置。
【請求項１３】
前記第一の伝熱部材及び第二の伝熱部材がグラファイトシートであることを特徴とする請求項８から請求項１２のいずれか１項に記載の内視鏡装置。
【請求項１４】
前記第一の伝熱部材の熱伝導率が前記樹脂の熱伝導率よりも高いことを特徴とする請求項８から請求項１３のいずれか１項に記載の内視鏡装置。
【請求項１５】
前記熱交換機構が水冷機構とチューブからなることを特徴とする請求項１０から請求項１４のいずれか１項に記載の内視鏡装置。
【請求項１６】
前記第一の伝熱部材と前記水冷機構が前記撮像素子内蔵管の内壁面及び外壁面を挟んで互いに対向していることを特徴とする請求項１５に記載の内視鏡装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内視鏡装置においては、撮像素子の高機能化に伴い、例えば撮像素子の駆動や制御に要する電力が上がり、これにより、今まで以上の量の熱が撮像素子自身又は撮像素子周辺にて発生することが予想される。撮像素子又はその周辺部の発熱は、画像にノイズとなって現れるために熱の回避や冷却することが必要となる。また、内視鏡先端部において、撮像素子だけではなく照明装置等による熱が発生する可能性もあり、例えばＬＥＤ自身の発熱による発光効率低下やＬＥＤからの熱が撮像素子に伝熱するといったことが予想される。
【０００３】
発生した熱を回避し、又は、冷却することの出来る内視鏡装置の従来例としては、特許文献１記載の内視鏡装置を挙げることができる。この内視鏡装置では、冷却すべき撮像素子の裏面にペルチェ素子が配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３３４１５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１記載の内視鏡装置では、ペルチェ素子で吸熱した熱の排出については考慮されていない。したがって、この内視鏡装置において、十分な放熱効果を得るには、一般に用いられる大がかりな放熱機構が必要となる。しかしながら、内視鏡装置内に十分な放熱が得られるよう大がかりな放熱機構を設けることは困難である。また、内視鏡環境下では、冷却機構を含めた大きなペルチェ素子を使用することが困難なため、冷却能力が不足する場合がある。これに対して、ペルチェ素子単体で用いたのでは、ペルチェ素子の放熱面の発熱が大きくなり冷却効果が見込めない、または逆に温度上昇に繋がる。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、内視鏡装置の先端に配置される撮像素子の冷却を目的とするものであって、内視鏡装置内の撮像素子の熱を径方向に伝熱させることによって、撮像素子の冷却を行うものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る内視鏡装置は、撮像ユニットと、撮像ユニットを内蔵する撮像素子内蔵管と、撮像ユニット及び撮像素子内蔵管に接触する伝熱部材と、撮像素子内蔵管内を封止し、かつ、撮像ユニットと接触する樹脂と、を有し、伝熱部材は、樹脂よりも高い熱伝導率を備えることを特徴としている。
【０００８】
本発明に係る内視鏡装置においては、伝熱部材が可撓性を有するシート状構造体であることが好ましい。
【０００９】
本発明に係る内視鏡装置においては、伝熱部材を、ペルチェ素子と、可撓性を有するシート状構造体と、で構成することができる。
【００１０】
本発明に係る内視鏡装置においては、撮像素子内蔵管と、内視鏡装置において撮像素子内蔵管の径方向外側に位置する部材と、が撮像素子内蔵管よりも熱伝導率の高い放熱部材に接触していることが好ましい。
【００１１】
本発明に係る内視鏡装置においては、伝熱部材と放熱部材が撮像素子内蔵管を介して対向しているとよい。
【００１２】
本発明に係る内視鏡装置においては、撮像素子内蔵管の径方向外側に位置する部材が送水管であることが好ましい。
【００１３】
本発明に係る内視鏡装置においては、放熱部材を、ペルチェ素子と、可撓性を有するシート状構造体と、で構成することができる。
【００１４】
本発明に係る内視鏡装置においては、伝熱部材は、撮像ユニットと接合するペルチェ素子と、ペルチェ素子の一端で接合し撮像素子内蔵管の径方向に延在する第一の伝熱部材と、を有し、撮像素子内蔵管は、第一の伝熱部材の他端と内壁面で接合し、樹脂は、撮像素子内蔵管内で撮像ユニット、ペルチェ素子、第一の伝熱部材を封止することが好ましい。
【００１５】
本発明に係る内視鏡装置においては、ペルチェ素子は、冷却面が撮像ユニットと接合し、放熱面が第一の放熱部材の一端と接合していることが好ましい。
【００１６】
本発明に係る内視鏡装置においては、撮像素子内蔵管の外壁面と接合する熱交換機構を有することが好ましい。
【００１７】
本発明に係る内視鏡装置においては、一端が撮像素子内蔵管の外壁面と接合して撮像素子内蔵管の径方向に延在する第二の伝熱部材と、第二の伝熱部材の他端に接合する熱交換機構と、を有することが好ましい。
【００１８】
本発明に係る内視鏡装置においては、第一の伝熱部材及び第二の伝熱部材が可撓性を有することが好ましい。
【００１９】
本発明に係る内視鏡装置においては、第一の伝熱部材及び第二の伝熱部材がグラファイトシートであることが好ましい。
【００２０】
本発明に係る内視鏡装置においては、第一の伝熱部材の熱伝導率が樹脂の熱伝導率よりも高いことが好ましい。
【００２１】
本発明に係る内視鏡装置においては、熱交換機構が水冷機構とチューブからなることが好ましい。
【００２２】
本発明に係る内視鏡装置においては、水冷機構は金属でできた流路を持つ構造体であり、その流路が中空であることが好ましい。
【００２３】
本発明に係る内視鏡装置においては、第一の伝熱部材と水冷機構が前記撮像素子内蔵管の内壁面及び外壁面を挟んで互いに対向していることが好ましい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係る内視鏡装置は、内視鏡装置内の撮像ユニットの熱を径方向に伝熱させることによって、内視鏡装置を大型化させることなく、撮像ユニットの冷却を行うことができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】第１の実施形態に係る内視鏡システムの構成を示す図である。
【図２】第１実施形態に係る内視鏡の先端部の内部構成を示す長手方向直交断面図である。
【図３】第１実施形態に係る内視鏡の先端部の内部構成を示す縦断面図である。
【図４】比較例に係る内視鏡の長手方向直交断面図である。
【図５】第２実施形態に係る内視鏡の先端部の内部構成を示す長手方向直交断面図である。
【図６】第２実施形態に係る内視鏡の先端部の内部構成を示す縦断面図である。
【図７】第３実施形態に係る内視鏡について説明する。
【図８】第３実施形態に係る内視鏡の先端部の内部構成を示す縦断面図である。
【図９】第４実施形態に係る内視鏡の先端部の内部構成を示す縦断面図である。
【図１０】第４実施形態に係る内視鏡の先端部の内部構成を示す長手方向直交断面図である。
【図１１】第４実施形態に係る熱交換機構の構成を示す斜視図である。
【図１２】第５実施形態に係る内視鏡の先端部の内部構成を示す縦断面図である。
【図１３】第５実施形態に係る内視鏡の先端部の内部構成を示す長手方向直交断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下に、本発明に係る内視鏡装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
（第１実施形態）
図１に示すように、内視鏡システム１００は被検体の体内を観察する観察装置であって、内視鏡１０、光源装置１１、ビデオプロセッサ１２、及びモニター１３を備える。ここで、図１は、第１の実施形態に係る内視鏡システムの構成を示す図である。内視鏡１０（内視鏡装置）は、被検体の体内に入り、体内画像の取得や生細胞取得、治療を行う手段を持つ装置である。光源装置１１、ビデオプロセッサ１２、モニター１３は内視鏡１０と電気的、機械的に繋がり、各役割を果たす。すなわち、光源装置１１は内視鏡１０から光を出射するための光源を駆動させる装置であり、ビデオプロセッサ１２は内視鏡１０から送られる画像の処理や各回路の同期や処理を行うものである。また、モニター１３は内視鏡１０による画像を出力するものである。
【００２７】
次に、図２から図４を参照して、内視鏡１０の撮像素子周辺部について説明する。図２は、第１実施形態に係る内視鏡１０の先端部の内部構成を示す長手方向直交断面図である。図３は、内視鏡１０の先端部の内部構成を示す縦断面図である。図４は、比較例に係る内視鏡１１０の長手方向直交断面図である。発熱が問題となる撮像素子２１（撮像ユニット２７）の周辺、すなわち内視鏡１０の径方向外側には、撮像素子内蔵管２２、送水管２３、鉗子管２４その他の部材（内視鏡部材）が配置されており、もっとも外側は最外郭管２８となっている。なお、撮像素子２１と撮像素子実装基板２６により撮像ユニット２７が構成されており、取得する画像データを電気信号として抽出する。
【００２８】
撮像素子２１（撮像ユニット２７）は、撮像素子内蔵管２２の中に導入され、撮像素子内蔵管２２内を樹脂２５（図４）で封止することによって固定されている。撮像素子内蔵管２２の周辺には、水を内視鏡１０の先端面に送るための送水管２３、内視鏡１０の先端から光を出射するためのライトガイド、鉗子その他の器具を挿入する鉗子管２４、その他の部材が複数存在している。
【００２９】
つづいて、撮像素子２１（撮像ユニット２７）から発する熱を伝達する伝熱経路（伝熱構成）について説明する。第１実施形態に係る内視鏡１０においては、伝熱は大きく分けて２段階で行う。１段階目は可撓性を有するシート状の伝熱部材３１を用いたものであり、２段階目は放熱部材３２を用いたものである。１段階目は、撮像素子２１（撮像ユニット２７）から、伝熱部材３１を経由して、撮像素子内蔵管２２に至る経路である。伝熱部材３１は、例えば、グラファイトシートを用いることができ、少なくも一端が撮像素子２１（撮像ユニット２７）に接触するように配置されている。また、この伝熱部材３１は、撮像素子内蔵管２２にも面接触し熱的に接合している。
【００３０】
これに対して、２段階目の伝熱経路は、撮像素子内蔵管２２から、可撓性を有するシート状の放熱部材３２を介して、撮像素子内蔵管２２より外側の部材（内視鏡部材）に至るものである。放熱部材３２は、例えば、グラファイトシートであって、撮像素子内蔵管２２に面接触し熱的に接合している。したがって、伝熱部材３１と放熱部材３２は、撮像素子内蔵管２２を介して相互に対向している。また、撮像素子内蔵管２２と、撮像素子内蔵管２２より外側の部材（例えば、送水管２３、鉗子管２４）と、は放熱部材３２によって熱交換可能に結合している。これにより、１段階目の伝熱経路で撮像素子内蔵管２２まで伝達された熱が、放熱部材３２を介して、撮像素子内蔵管２２よりも外側の部材へ伝達される。
【００３１】
なお、伝熱経路は１段階目のみであってもよいが、より高い冷却効果を発現するためには、２段構成であることが好ましい。また、撮像素子２１（撮像ユニット２７）と伝熱部材３１、伝熱部材３１と撮像素子内蔵管２２、及び、撮像素子内蔵管２２と放熱部材３２は、熱の伝達効率の観点からは、それぞれ広い面積で接触することが好ましいが、一部のみが接触するように配置することもできる。
【００３２】
ここで、各部材を熱交換可能に繋げ伝熱させるための伝熱部材３１と放熱部材３２には、それぞれグラファイトシートを使用することができる。グラファイトシートは、熱伝導率が６００〜１７００（Ｗ／ｍ・Ｋ）程度であるため、樹脂２５及び撮像素子内蔵管２２よりも熱伝導率が高い。これにより、撮像素子２１（撮像ユニット２７）が発する熱を撮像素子内蔵管２２よりも外側の部材まで効率よく伝達する。例えば撮像素子２１（撮像ユニット２７）、伝熱部材３１、撮像素子内蔵管２２、放熱部材３２、送水管２３のように内視鏡装置断面の径方向へと伝熱させるものである。
【００３３】
図４に示すように、撮像素子内蔵管２２内は、樹脂２５で封止されているために、上述の伝熱経路がなければ、放熱はほぼないと言える。それに対し、内視鏡１０内部のうち、撮像素子内蔵管２２の外側には、空気も存在しているために、空気への放熱により部材の温度降下が起きる。内視鏡１０においては、撮像素子内蔵管２２の外側の放熱部材３２を図３の内視鏡１０の長手方向に伸ばすことで、空気への放熱を促進させ撮像素子内蔵管２２の温度を降下させることができる。また、放熱部材３２を送水管２３と接触させることで、送水管２３への伝熱も同時に行えるために、送水管２３中で循環する液体とも熱交換が可能となるため、効果的に撮像素子２１（撮像ユニット２７）の冷却を行うことができる。なお、図２では送水管２３に放熱部材３２を接続しているが、その他の管や部材に接続しても構わない。上記した伝熱部材３１、放熱部材３２と内視鏡部材との接合は接着材等で行う。
【００３４】
以上説明した内視鏡１０に対して、図４に示す比較例に係る内視鏡１１０のように、撮像素子２１（撮像ユニット２７）から発する熱を伝達する伝熱経路（伝熱構成）を備えていない場合には、撮像素子２１（撮像ユニット２７）で発生した熱は周辺に伝熱することなく樹脂２５内にこもってしまい、撮像素子２１（撮像ユニット２７）の温度が上昇しやすい。これは、撮像素子２１（撮像ユニット２７）を囲む樹脂２５が、一般的に熱伝導率が０．１〜１（Ｗ／ｍ・Ｋ）程度であって、金属やセラミック等に比べ熱が伝わりにくいからである。
【００３５】
（第２実施形態）
次に、図５、図６を参照して、第２実施形態について説明する。図５は、第２実施形態に係る内視鏡４０の先端部の内部構成を示す長手方向直交断面図、図６は内視鏡４０の先端部の内部構成を示す縦断面図である。
【００３６】
第２実施形態に係る内視鏡４０においては、伝熱部材がペルチェ素子５２を含む点が第１実施形態に係る内視鏡１０と異なる。その他の構成のうち、第１実施形態に係る内視鏡１０と同様の部材については同じ参照符号を使用して、詳細な説明は省略する。
【００３７】
図５、図６に示すように、内視鏡４０においては、撮像素子２１（撮像ユニット２７）に、吸熱部が接触するようにペルチェ素子５２が配置され、ペルチェ素子５２の放熱部に面接触し熱的に接合するように第１グラファイトシート５１が配置されている。第１グラファイトシート５１は、第１実施形態の伝熱部材３１と同様に、撮像素子内蔵管２２に対して面接触し熱的に接合している。これにより、撮像素子２１（撮像ユニット２７）から、ペルチェ素子５２を介して、第１グラファイトシート５１に至る１段階目の伝熱経路が構成される。すなわち、ペルチェ素子５２と第１グラファイトシート５１が、第１実施形態の伝熱部材３１に対応して、伝熱部材を構成する。
【００３８】
また、第１実施形態の放熱部材３２と同様に、撮像素子内蔵管２２に対して第２グラファイトシート５３が面接触し熱的に接合している。この際に撮像素子内蔵管２２を介し、第１グラファイトシート５１と第２グラファイトシート５３は相互に対向し配置されているのが伝熱の効率が良く、望ましい。さらに、第２グラファイトシート５３は、撮像素子内蔵管２２の外側の部材（内視鏡部材）に接触している。これにより、撮像素子内蔵管２２から、第２グラファイトシート５３を介して、撮像素子内蔵管２２より外側の部材へ熱が伝達される２段階目の伝熱経路が構成される。
【００３９】
第１実施形態に係る内視鏡１０では、伝熱部材３１と放熱部材３２を利用して撮像素子２１（撮像ユニット２７）の温度を降下させたが、この場合、温度は最高でも環境温度までしか温度降下させることができない。これに対して、第２実施形態に係る内視鏡４０では、撮像素子２１（撮像ユニット２７）をペルチェ素子５２によって冷却するために環境温度以下に温度を降下させることができる。ペルチェ素子５２で吸熱された熱は、放熱面から第１グラファイトシート５１に伝達される。このとき、伝熱部材３１は第１実施形態に比べ、多くの熱量を伝熱できなくてはいけない。ペルチェ素子放熱面の熱を伝熱しなければならないからである。そのため、伝熱部材３１と撮像素子内蔵管２２の接触面積を増やしたり、伝熱部材３１の数を増やし、ペルチェ素子を放熱面から撮像素子内蔵管２２への伝熱経路を増やすことで対応する必要がある。このように伝熱、放熱させることによりペルチェ素子５２の放熱面の熱を処理することができる。
なお、その他の構成、作用、効果については、第１実施形態と同様である。
【００４０】
（第３実施形態）
つづいて、図７、図８を参照して、第３実施形態に係る内視鏡６０について説明する。ここで、図７は、第３実施形態に係る内視鏡６０の先端部の内部構成を示す長手方向直交断面図、図８は内視鏡６０の先端部の内部構成を示す縦断面図である。
【００４１】
第３実施形態に係る内視鏡６０では二つのペルチェ素子７２、７４を使用する点が第１実施形態に係る内視鏡１０と異なる。その他の構成のうち、第１実施形態に係る内視鏡１０と同様の部材については同じ参照符号を使用して、詳細な説明は省略する。また、第１グラファイトシート７１及びペルチェ素子７２は、第２実施形態の第１グラファイトシート５１及びペルチェ素子５２にそれぞれ対応する。
【００４２】
内視鏡６０においては、撮像素子内蔵管２２に面接触し熱的に接合する撮像素子内蔵管側シート７３ａと、送水管２３に面接触し熱的に接合する送水管側シート７３ｂと、により第２グラファイトシート７３が構成される。この撮像素子内蔵管側シート７３ａはペルチェ素子７４の吸熱部に、送水管側シート７３ｂはペルチェ素子７４の放熱部に、それぞれ接続されている。
【００４３】
このように、撮像素子内蔵管２２の外側にペルチェ素子７４を配置することにより、撮像素子内蔵管２２内に配置したペルチェ素子７２からの放熱を処理することができる。また、撮像素子内蔵管２２の外側は、内部に比べて十分な空間があるために、ペルチェ素子７４のサイズ選択の幅が広がる。一般に、ペルチェ素子は、サイズが大きいほど冷却能力が高い傾向にあるため、ペルチェ素子７４に大きなペルチェ素子を使用することにより、ペルチェ素子７２の放熱を効率的に処理できる。一方、ペルチェ素子７４を使用すると、その放熱面からの熱も処理しなければならない。しかし、撮像素子内蔵管２２の外側には樹脂に比べ熱伝導率が高い部材が多く、また伝熱させる部材が多いため、第２実施形態に比べ、ペルチェ素子７４の放熱面の熱を処理しやすい。
なお、その他の構成、作用、効果については、第１実施形態、第２実施形態と同様である。
【００４４】
（第４実施形態）
図９から図１１を参照して第４実施形態を説明する。図９は、第４実施形態に係る内視鏡２１０（内視鏡装置）の先端部の内部構成を示す縦断面図である。図１０は、第４実施形態に係る内視鏡２１０の先端部の内部構成を示す長手方向直交断面図である。なお、第１〜第３実施形態と同様の部材については詳細な説明を省略する。
【００４５】
次に、図９、１０を参照して撮像素子内蔵管２２２について説明する。撮像素子内蔵管２２２内には、撮像素子２２１、撮像素子実装基板２２６、ペルチェ素子２３１（伝熱部材）、及び、第一の伝熱部材２３２が配置され、撮像素子内蔵管２２２内は樹脂２２５で封止されている。なお、送水管２２３、鉗子管２２４、及び最外郭管２２８は、第１実施形態の送水管２３、鉗子管２４、及び最外郭管２８にそれぞれ対応する
【００４６】
ペルチェ素子２３１は、冷却面が撮像素子実装基板２２６と接合され、放熱面が第一の伝熱部材２３２の一端と接合される。第一の伝熱部材２３２の他端は、撮像素子内蔵管２２２の内壁面２２２ａと接合されている。これらの面の接合は接着剤等でそれぞれ行われる。また、第一の伝熱部材２３２は、撮像素子内蔵管２２２の径方向、別言すれば、内視鏡２１０の径方向へ延在するように配置されている。
【００４７】
このような構成により、ペルチェ素子２３１の放熱面の発熱は第一の伝熱部材２３２を通り、撮像素子内蔵管２２２に伝えられる。そのため、撮像素子２２１（撮像ユニット２２７）の温度を下げることが可能となる。
【００４８】
ここで、第一の伝熱部材２３２は、樹脂２２５よりも熱伝導率を高くしている。これにより、ペルチェ素子２３１の放熱面の熱が樹脂２２５に多く広がってしまって、撮像素子内蔵管２２２にうまく熱が伝わらなくなってしまうことがなくなる。したがって、ペルチェ素子２３１の放熱面の熱は、第一の伝熱部材２３２を通って撮像素子内蔵管２２２に伝達しやすくなる。
【００４９】
また、第一の伝熱部材２３２は、可撓性を持ち、熱伝導率が高いことが望ましい。このような材料としては、例えば、グラファイトシートを用いることができる。第一の伝熱部材２３２が可撓性を持つことで、ペルチェ素子２３１、撮像素子内蔵管２２２との接着面が取りやすくなるだけでなく、撮像素子内蔵管２２２内にある部材間の隙間を通すような複雑な構造も可能となる。
【００５０】
次に熱交換機構２３４について、図１１を参照しつつ説明する。ここで、図１１は、第４実施形態に係る熱交換機構２３４の構成を示す斜視図である。
【００５１】
熱交換機構２３４は、撮像素子２２１（撮像ユニット２２７）から撮像素子内蔵管２２２に移動した熱を、熱交換によって、さらに移動させるように配置する。撮像素子内蔵管２２２の熱をさらに移動することで撮像素子内蔵管２２２の温度を下げ、撮像素子２２１から撮像素子内蔵管２２２への熱移動を促進させることが可能となる。
【００５２】
熱交換機構２３４は、水冷機構２３５と、チューブ２３６と、で構成され、水冷機構２３５にチューブ２３６がそれぞれ接続される。チューブ２３６は、二本のチューブ２３６ａ、２３６ｂからなり、水冷機構２３５に対して送水するチューブ２３６ａと、水冷機構２３５から排水するチューブ２３６ｂと、からなり、内視鏡２１０の長手方向に沿ってそれぞれ延びている。これにより、水冷機構２３５には、内視鏡２１０の長手方向後方から送水される。
【００５３】
ここで、撮像素子内蔵管２２２と熱交換機構２３４との接合は、接着剤２３３によって撮像素子内蔵管２２２と水冷機構２３５とを接合することによって行う。さらに、水冷機構２３５は、撮像素子内蔵管２２２の内壁面２２２ａ及び外壁面２２２ｂを挟んで、第一の伝熱部材２３２と互いに対向するように、撮像素子内蔵管２２２に接合する。
また、水冷機構２３５は、熱の移動量が大きい水冷機構を用いることが望ましい。
【００５４】
水冷機構２３５は、内部に流路が作成されており、この中を水が流れることで熱交換が行われる。水冷機構２３５内の流路は中空になっている。このような構造体の水冷機構２３５は、金属体を２つ用意して、１つの金属体に切削やサンドブラストによって流路を作成したあとに２つの金属体を重ね合わせ、互いに固定することで作製する。固定方法は接着剤による接着または高温下で圧力を加え接合する。また電鋳によって構造体を一体化された状態で作製しても構わない。
【００５５】
水冷機構２３５は熱伝導率が高いことが望ましく熱伝導率が１（Ｗ／（ｍ・Ｋ））以上ある金属であることが望ましい。水や油類が通ることを考えて錆や腐食に強い金属であるとよい。水冷機構２３５とチューブ２３６は接着剤等で接続される。
【００５６】
熱交換機構２３４においては、図１１の矢印で示す方向に熱交換のための水が進行する。この水は、圧力をかけられた状態で供給され、内視鏡２１０の長手方向後方から、往路のチューブ２３６ａを経て水冷機構２３５へ送水され、水冷機構２３５からは復路のチューブ２３６ｂを経て内視鏡２１０の長手方向後方へ送られることによって循環する。
【００５７】
チューブ２３６は、冷却機構２３５の一端から内視鏡長手方向後方へ延在しており、水にかける圧力は、内視鏡２１０の外部または内部に配置したポンプによってかけられる。チューブ２３６は、内視鏡２１０の湾曲に対応できるように柔軟性のある材質で形成することが望ましく、例えばシリコーンチューブを用いる。チューブ２３６内に流す水は、純水に限るものではなく油等でも構わない。
【００５８】
以上の構成によれば、内視鏡２１０を径方向へサイズアップすることなしに撮像素子２２１（撮像ユニット２２７）の冷却を効果的に行うことができるため、撮像素子２２１の熱ノイズを減少させることができる。
【００５９】
（第５実施形態）
次に、図１２、図１３を参照して第５実施形態について説明する。ここで、図１２は、第５実施形態に係る内視鏡３１０（内視鏡装置）の先端部の内部構成を示す縦断面図である。図１３は、第５実施形態に係る内視鏡３１０の先端部の内部構成を示す長手方向直交断面図である。なお、第５実施形態においては、第４実施形態と同じ部材については同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００６０】
第４実施形態の内視鏡２１０のように、熱交換機構２３４を撮像素子内蔵管２２２と接触させることができる場合は、図９、１０に示したように撮像素子内蔵管２２２と熱交換機構２３４を接合させれば良いが、撮像素子内蔵管２２２に熱交換機構２３４を結合することができない場合には、図１２、１３に示す第５実施形態に係る内視鏡３１０のように、第二の伝熱部材３３２を用いて、撮像素子内蔵管２２２から内視鏡３１０の径方向外側へ熱を移動させ熱交換機構２３４により熱交換する。
【００６１】
具体的には、第二の伝熱部材３３２は、一端が撮像素子内蔵管２２２の外壁面２２２ｂと接合され、他端が熱交換機構２３４と接合されている。これらの接合には接着剤等を用いることが好ましい。第二の伝熱部材３３２は、水冷機構２３５と互いに対向するとともに、第一の伝熱部材２３２とは、撮像素子内蔵管２２２の内壁面２２２ａ及び外壁面２２２ｂを挟んで、互いに対向する。
【００６２】
このように、第二の伝熱部材３３２は、内視鏡３１０の径方向外側へ延在しており、熱交換機構２３４を配置できるスペースのある場所まで撮像素子内蔵管２２２の熱を移動し水冷を行うことができる。この構成では、撮像素子２２１の発熱を、撮像素子２２１（撮像ユニット２２７）から撮像素子内蔵管２２２へと、撮像素子内蔵管２２２から熱交換機構２３４への２段階で伝熱し、熱交換機構２３４で熱交換することにより、撮像素子２２１の冷却を行うことができる。
【００６３】
ここで、第二の伝熱部材３３２は、第一の伝熱部材２３２と同様に可撓性を持つことが望ましく、例えばグラファイトシートを用いる。可撓性を持つことで撮像素子内蔵管２２２の周辺の部材間をかいくぐるような構成が可能となり、熱交換機構２３４の配置の自由度が増す。第二の伝熱部材３３２は熱伝導率が高いほうが望ましい。熱伝導率が高いほうが撮像素子内蔵管２２２の持つ熱を遠くまで運ぶことが可能になる。
【００６４】
以上の構成によれば、内視鏡３１０を径方向へサイズアップすることなしに撮像素子２２１（撮像ユニット２２７）の冷却を効果的に行うことができるため、撮像素子２２１の熱ノイズを減少させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
以上のように、本発明に係る内視鏡装置は、径方向のサイズを大きくすることなく、内蔵された撮像素子を効率よく冷却することができることから、内視鏡装置に有用である。
【符号の説明】
【００６６】
１０    内視鏡（内視鏡装置）
１１    光源装置
１２    ビデオプロセッサ
１３    モニター
２１    撮像素子
２２    撮像素子内蔵管
２３    送水管
２４    鉗子管
２６    撮像素子実装基板
２７    撮像ユニット
２８    最外郭管
３１    伝達部材
３２    放熱部材
４０    内視鏡
５１    第１グラファイトシート（伝熱部材）
５２    ペルチェ素子（伝熱部材）
５３    第２グラファイトシート（放熱部材）
６０    内視鏡
７１    第１グラファイトシート（伝熱部材）
７２    ペルチェ素子（伝熱部材）
７３    第２グラファイトシート（放熱部材）
７３ａ  撮像素子内蔵管側シート
７３ｂ  送水管側シート
７４    ペルチェ素子（放熱部材）
１００  内視鏡システム
２１０  内視鏡（内視鏡装置）
２２１  撮像素子
２２２  撮像素子内蔵管
２２２ａ  内壁面
２２２ｂ  外壁面
２２３  送水管
２２４  鉗子管
２２５  樹脂
２２６  撮像素子実装基板
２２７  撮像ユニット
２２８  最外郭管
２３１  ペルチェ素子（伝熱部材）
２３２  第一の伝熱部材
２３４  熱交換機構
２３５  水冷機構
２３６  チューブ
３１０  内視鏡（内視鏡装置）
３３２  第二の伝熱部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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